FORMULES de PHYSIQUE
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G5.NOTIONS GEOMETRICO-TEMPORELLES
-bande (en Physique)
Une bande est une zone, plus ou moins continue, dans laquelle est mesuré un phénomène.
Voir les chapitres suivants pour les cas d'espèces
BANDE DE FRÉQUENCE D'ONDE
Une bande est une zone de fréquences d’émission d’ondes (bandes émettrices radio par exemple)
Idem pour bande de réception (zone de fréquence de réception) = gamme de fréquences comprises entre le mini et le maxi acceptés par l’antenne
Une bande passante (ou B.P.) pour un appareil électromécanique, est la plage de fréquences commençant à un minimum où le gain logarithmique de tension (γ*) doit être supérieur à un pourcentage arbitrairement défini de la valeur maxi dudit gain
BANDES ÉNERGÉTIQUES
Chaque bande est une zone d’énergie concernant les électrons dans un atome
-les bandes d’énergie correspondent à chaque famille d'électrons d’un atome occupant telle situation énergétique (et plus ils sont externes, plus leur énergie est grande).
Elles sont séparées par des bandes interdites (dites aussi "gap"), sises à une distance (énergétique) plus ou moins grande et qui seront franchies quand l’énergie de l’électron sera suffisante (grâce à variation de température, ou à action d’un agent externe)
Au fur et à mesure que les bandes se saturent, elles complètent ultérieurement les suivantes qui étaient incomplètes ou vides.Ceci se fait en fonction de la situation du niveau énergétique de Fermi (le plus élevé possible) disponible dans telle ou telle autre bande
Ces bandes peuvent être des bandes permises (successivement: les orbites saturées, puis la couche (bande) de valence supérieure, puis une bande de conduction extérieure à l’atome) ou des bandes interdites (dites également "gap"), sises à une distance (énergétique) plus ou moins grande et qui seront franchies quand l’énergie de l’électron sera suffisante (grâce à variation de température, ou à action d’un agent externe)
BANDE SPECTRALE (spectre)
zone (largeur) de représentation spectrale (donc une partie de spectre)
La représentation graphique d'un spectre est une courbe donnant des séries groupées de valeurs (formant des bandes, parfois si étroites qu’on les nomme "raies")
L’intensité de chaque bande ou raie est proportionnelle à la résolution de cette représentation graphique (l'intensité est dite pâle si celle-ci est mauvaise)
La largeur de bande (ou de ligne) spectrale: ce terme n’a rien d’une largeur (dimensionnellement) il s’agit seulement de ce qu’un appareil nous représente quand il traduit pour nos sens la grandeur qu’il mesure, sous forme d’un trait d’une certaine largeur.
Quand il s’agit d'un spectre de fréquences, la terminologie "largeur de bande" signifie "zone de fréquences"
L'écart d’énergie entre les bandes du spectre est nommée Énergie de Landau
La densité spectrale de puissance (ou DSP) est la répartition des bandes du spectre (ce n’est pas une grandeur, mais un simple repère)
-bifurcation (en science Physique)
Une bifurcation est la modification spontanée de la dynamique d'un système, sous l'influence d'une modification très légère d'au moins un de ses paramètres
Avant la bifurcation, il y avait équilibre, puis quand un paramètre (comme le point d'appui, ou la température, ou la distribution, etc...) change, il y a une bascule (un choix) du système vers une nouvelle dynamique
Une bifurcation est souvent similaire à une transition de PHASE (changement d'état)
3 types essentiels de bifurcations:
-bifurcations à noeud-col (ou saddle-nod)
équation du genre dx/dt = a + b.x² (exemple >> spontanée en fin d'équilibre, flambage)
-bif.transcritique équation dx/dt = ax + b.x2 (exemples >> diode, laser)
-bifurcations à fourches (ou pitchfork)
dont les brisures de symétrie
-bif.critique équation du genre dx/dt = ax + b.x3 (exemples
-bif.sous-critique à fourche équation dx/dt = ax + b.x3 - c.x5
-bif.supercritique à fourche (exemple >> (exemple bille roulant dans un cerceau)
-bifurcations de Hopf
Types à oscillations. Equation du genre dx/dt = (a + j.x) + (a + j.x²).x
(j) est l'imaginaire
(exemple >> changement de type de magnétisme, qui peut osciller entre 2 types, en fonction de la température)
Les courbes représentatives sont de type « à enroulement »
Cas particuliers >> bifurcations post-oscillante (écrouissage), ou homoclinique, etc....
-calibre
Le calibre est la limite basique de la largeur d'une partie d'un appareil, dont la fonction est de se laisser traverser par un matériau
Exemples: diamètre d’un tube (calibre du canon d’une arme) ou maille d’un réseau (calibrage d’un crible pour gravier traversant un maillage)
-cellule (en Physique)
Une cellule (en Physique) est un élément constitutif d'un ensemble et on distingue:
-cellule électrolytique, pour les caractéristiques ioniques (p.H)
-cellule photoélectrique , dans le cadre d'émission électronique
-cellule quadripolaire, pour les problèmes d'impédance
-cellule vivante, avec ses réactions aux phénomènes lumineux ou de rayonnements ionisants ou de perméation (en Dosimétrie)
-cellule voltaïque (dont solaire)
-circulation (en Physique)
UNE CIRCULATION, au SENS COMMUN
est un déplacement concernant des charges, ou des électrons, ou un fluide, ou des poussières....
LA CIRCULATION est par ailleurs un OPERATEUR MATHEMATIQUE
c'est la multiplication d'une grandeur par un vecteur, ce qui entraîne donc à multiplier l’équation aux dimensions structurelles de ladite grandeur par une longueur
Exemple: un Potentiel est la circulation d’un champ (cette circulation étant l’intégrale du vecteur potentiel le long de la courbe-trajectoire)
LA CIRCULATION HYDRAULIQUE est l'équivalent d'une viscosité cinématique
C'est le produit (2f.S)
où f(s-1) est la fréquence d'un tourbillon et S(m²) sa section transversale
-coefficient phénoménologique
Grandeur à multi-usages, le coefficient phénoménologique est une dispersion angulaire
Equation aux dimensions L-1.T.A-1 Symbole A Unité S.I.+ : s/m-sr)
On l'utilise dans de nombreux domaines >>>
-les formules de Fourier (résistivité thermique)
-formule de Fick (fluides et osmose)
-formule de Fontaine (effet thermomoléculaire)
-formule de Newton (diffusion de chaleur)
-formule de diffusion lumineuse
-les effets thermoélectriques (formules de Thomson, de Seebeck et de Peltier)
Le coefficient phénoménologique est par ailleurs :
A = ω / l = (vitesse angulaire / distance)
-confinement
Le confinement est le resserrement d’un objet dans un espace compact.
-confinement pour un plasma >>> quand ce dernier est localisé dans une zone étanche ou fermée (grâce à une intervention magnétique)
-confinement pour les quarks dans leur état naturel, puisqu’ils sont groupés et non isolables individuellement
-confinement pour les combustibles nucléaires quand ils sont compressés fortement
-le temps de confinement est un temps de réaction (assez long) nécessaire pour atteindre une forte densité de particules h*v dans une réaction nucléaire.
Le seuil de rentabilité (auto-entretien de l’échauffement de ladite réaction) est dénommé Ignition et il implique que l’équation de Lawson soit > 0
-constante d'Einstein
L’ensemble des transformations de Lorentz appliqué à la relativité amène à démontrer que si l’on transforme une vitesse v en son inverse (-v) il apparaît un coefficient de relation
K = 1 / (1-v²/c²)1/2
où (c) est une valeur limite imposée par la loi de composition des vitesses
Comme la parenthèse doit être positive (racine carrée) cela entraîne que v² soit toujours < à c² (ou v < c)
Cette vitesse limite (c) est une constante fondamentale de l’espace-temps qui est dite constante d’Einstein, dont la valeur est 2,99792458.108 m/s
C'est l’une des "Constantes universelles"
Accessoirement, on constate (et on démontre) par ailleurs, que (c) est aussi la vitesse avec laquelle les photons se déplacent dans le vide--et on appelle alors cela vitesse de la lumière--
Mais « vitesse de la lumière » est un terme qui n’est que découlant (résultant) de la fonction primaire de (c) = constante universelle d'Einstein
-datation
On exprime sous le mot datation le résultat de méthodes physico-chimiques permettant d'attribuer une date à un objet (par exemple une roche, des ossements, des cendres, etc )
BIOCHRONOLOGIE
c'est l'étude des espèces, ayant vécu dans les strates minérales de telle époque
DENDROCHRONOLOGIE
c'est le décompte des cercles-couches visibles dans la coupe d'un tronc d'arbre
HYDRATATION de l'OBSIDIENNE
cette roche volcanique siliceuse (ayant servi à faire des outils ancestraux), s'hydrate en fonction de son âge >> datation jusqu'à 1 million d'années
PALEOMAGNETISME
la susceptibilité magnétique de certaines magnétites varie et cela permet de remonter jusqu'à 3,5 millions d'années
PHYTOLITHIE
l'étude des phytolithes (minuscules concrétions de silice produites par un végétal ou animal vivant mais qui perdurent après sa mort) permet de déterminer les conditions de vie d'une époque (quelconque)
RADIOACTIVITE (son évolution)
On distingue plusieurs méthodes, toutes basées sur le même principe >>
On mesure le pourcentage évolutif d'un isotope particulier dans un corps .
S'il s'agit d'un isotope non radioactif, on pèse des éléments sédimentés, à diverses périodes
S'il s'agit d'un isotope radioactif, on mesure le pourcentage de perte de cet isotope, qui est proportionel au temps écoulé
-datation au carbone 14
Le carbone 14 sert à dater la vie
Grâce au rayonnement cosmique qui traverse l'ionosphère, un atome de 14N (azote standard) peut être propulsé sur un neutron et cela donne >>>
(14C + proton)
L'isotope 14C ainsi créé, est ensuite absorbé chaque jour et stocké dans le corps de chaque être vivant, avide de carbone. Il se désintègre bien sûr,, mais le stock est renouvelé par de nouvelles ingestions.Donc le stock de 14C est massiquement le même pour tous les êtres en vie à ce jourd'hui (environ 1 millionième du total de ses atomes de carbone)
Quand un être meurt, son stock de 14C n'est plus renouvelé et il diminue alors selon la loi de désintégration, c'est à dire perte de la moitié de sa masse tous les 5560 ans (c'est la période du carbone 14) >>>
Donc on calcule la date de mort d'un être en mesurant le pourcentage de 14C qui est encore présent aujourd'hui dans ses restes
On peut d'ailleurs mesurer le carbone 14 sur un être encore en vie (il existe un épicéa --arbre vivant-- qui a 10.000 ans, mesurés d'après datation au 14C)
Ce type de datation est toutefois limité à un maximum de # 80.000 ans
-datation au tritium (isotope d'hydrogène)
Le tritium permet de dater plus précisément que ci-dessus.
Sa période de désintégration est de 12,5 ans.Mais son stock mondial n'est que de 4 kg
-datation au potassium-argon
on mesure le pourcentage 40K / 40Ar
méthode permettant d'atteindre -400.000 (+/- 40.000 ) ans
STRATIGRAPHIE
c'est l'étude des couches (ou strates) minérales qui s'empilent en un lieu
TOMOGRAPHIE ATOMIQUE
grâce à exploration des diverses couches atomiques de la surface d'un matériau, on peut remonter avec précision, à plusieurs milliards d'années (exemple : l'âge de certains zircons, apparus il y a 4,4 milliards d'années)
-définition (en Physique)
La définition est le nombre de points (dits pixels) que peut recevoir un support numérisant ou reproduisant une quelconque image (ce support pouvant être: écran, appareil numérique, vidéoprojecteur, imprimante, etc)
On étend cette notion à une définition surfacique, qui est exprimée par 2 nombres:
celui du stockage maxi de pixels sur une ligne horizontale (abscisses), juxtaposé à celui du stockage maxi sur une ligne verticale (ordonnées)
D'où une présentation par exemple comme 3840 x 2160 qui est une ultra haute définition UHD (et celà aboutit à la multiplication des pixels, soit ici 8,3.106 , sous entendu par surface unitaire)
-déplétion
La déplétion est une anomalie zonale, avec diminution d'un paramètre structurel
-déplétion astrale
sur un astre, c'est une zone d'hétérogénéité de gravité (champ de gravitation en baisse)
Nota : si le champ de gravité est en hausse, c'est une réplétion
-déplétion chimique = zone d'interaction (exemple les colloïdes) où manquent des petites molécules solides, au bénéfice des plus grosses
-déplétion de semi-conducteur = zone non porteuses de charges, en particulier aux jonctions N-P
-dièdre
Le dièdre (ou étendue géométrique) est la partie d'angle solide cernée par 2 plans sécants
Equation aux dimensions : L2.A Symbole de désignation : H’
Unité S.I.+ : m²-sr
Notion intervenant peu en mécanique (mais plutôt en lumière et en directivité acoustique)
C’est l’inverse de la fluence φ’